(57)【要約】    【課題】  走査線湾曲や走査線曲がり等を主走査方向のレジストレーションずれを悪化させることなく補正することができる高精細な印字に適したコンパクトな光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を得ること。    【解決手段】  光源手段１１から出射された光束を偏向する光偏向器１５と光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系１６とを有する走査光学系を複数有する光走査装置において、光偏向器は複数の走査光学系に共通に用いられており、複数の走査光学系の各々の光路中において、結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーをミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。【選択図】    図１
2005265904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構は該ミラーの両端を支持すると共に、該ミラーの支持点の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成する機構と、該ミラーの両端の支持点間の一点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成する機構のいずれか一方を有し、その押圧位置を支持点に対して互いに等距離の位置としており、
該ミラーベンディング機構を設けた該ミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構を設けたミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整し、
かつ該ミラーベンディング時の該ミラーの押圧位置を隣接する走査光学系で主走査方向において、該結像光学系の光軸に対して逆方向となるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
前記複数の走査光学系の最も被走査面側の配置された各々のミラーのうち、その面法線が同一方向のミラーは、同一の形状より成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記最も被走査面側に配置されたミラーは、前記結像光学系よりも前記被走査面側に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記結像光学系の以降に配置されるミラーの枚数は、各走査光学系において同数であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記走査線湾曲の調整を行う際には、前記複数の走査光学系の光束に対して各々軸上及び最軸外の３像高における照射位置を測定し、該測定された照射位置のデータから各走査光学系の走査線湾曲量を導出し、該導出結果により、前記ミラーベンディング機構により補正される方向に最もその走査線湾曲量が最大の走査光学系を基準の走査光学系とし、他の走査光学系を該ミラーベンディング機構により該基準の走査光学系の走査線湾曲量に一致するように調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項８】
各々が請求項１乃至７の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項９】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項８記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置に関し、特に各色間の走査線ずれを抑えてカラー画像情報等を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等に用いられる光走査装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）等の光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学素子（結像素子）によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１１はこの種の従来の光走査装置に要部概略図である。同図において光源手段111から出射した発散光束はコリメータレンズ112により略平行光束とされ、絞り113によって該光束（光量）を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ114に入射している。シリンドリカルレンズ114に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副走査断面内においては集束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器115の偏向面（反射面）115ａにほぼ線像として結像している。そして光偏向器115の偏向面115ａで偏向反射された光束はｆθ特性を有する走査光学素子（ｆθレンズ）116を介して被走査面としての感光ドラム面117上に導光し、該光偏向器115を矢印S方向に回転させることによって、該感光ドラム面117上を矢印E方向に光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面117上に画像記録を行なっている。
【０００４】
図１２は図１１に示した光走査装置を複数用い、かつ共通の光偏向器を用いて画像を形成する画像形成装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図１３は図１２に示した画像形成装置により各々異なる感光ドラム面上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０００５】
図１２、図１３において90は光走査装置、18BK，18C，18M，18Yは各々像担持体としての感光ドラム、3BK，3C，3M，3Yは各々現像器、2BK，2C，2M，2Yは各々1次帯電器、4BK，42C，4M，4Yは各々クリーニング、21は給紙板、22は給紙ローラ、23は中間転写ベルト、24は転写ローラ、25は定着器、26はレジ検出手段、27は排紙ローラである。
【０００６】
図１２、図１３における画像形成装置は上記の光走査装置により４本の光束が走査され、各々がB（ブラック）、C（シアン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）の各色に対応し、各々並行して感光ドラム1BK，１C，１M，１Y面上に画像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０００７】
このようなカラー画像形成装置では複数の走査線を重ね合わせ画像形成を行うため、特に各色間の走査線ずれ（以下「レジストレーションずれ」とも称す。）を少なくすることが重要である。この走査線ずれを調整（補正）する方法としては、例えば転写ベルト23上を精度良く搬送している転写材に各レジストレーション検出画像（以下「レジスト検出画像」とも称す。）シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを形成し、各レジスト検出画像の位置をレジ検出手段26で検出し、該検出された信号に基づいて電気的に調整する方法がある。
【０００８】
しかしながらこの走査線ずれを電気的に調整することは非常に難しく、かつコストの点からもコスト高になるという問題点があった。そのため特に走査線湾曲、走査線傾き等の副走査方向のレジストレーション補正は光学系による補正が一般的である。
【０００９】
この走査線湾曲や走査線傾き等を光学系で補正する光走査装置は種々と提案されている（例えば特許文献１，２，３参照）。
【００１０】
特許文献１においては３枚設けた反射ミラーのうち、反射面の相対角度が９０°とされたミラー対以外の反射ミラーを回転、移動させることで走査線傾きを補正している。また走査線湾曲については平行平面ガラスを光偏向器の近傍と感光ドラムの近傍にそれぞれ配置し、該走査線湾曲を相殺することにより補正を行っている。
【００１１】
特許文献２、３においては結像光学系と被走査面との間に設けた複数の平面ミラーのうち、最も被走査面側の平面ミラー(最終平面ミラー)を撓ませることにより走査線湾曲を補正している。
【特許文献１】特開平６−１８３０５６号
【特許文献２】特開平４−２６４４１７号公報
【特許文献３】特開２００１−２２８４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらのミラーによる走査線湾曲調整や走査線傾き調整等においては、調整による主走査方向のレジストレーションの悪化への対応が十分考慮されていなかった。
【００１３】
本発明は走査線湾曲や走査線傾き等を主走査方向のレジストレーションずれを悪化させることなく補正することができる高精細な印字に適したコンパクトな光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構は該ミラーの両端を支持すると共に、該ミラーの支持点の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成する機構と、該ミラーの両端の支持点間の一点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成する機構のいずれか一方を有し、その押圧位置を支持点に対して互いに等距離の位置としており、
該ミラーベンディング機構を設けた該ミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整することを特徴とする光走査装置。
【００１６】
請求項３の発明の光走査装置は、
光源手段から出射された光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学系と、を有する走査光学系を複数有する光走査装置において、
該光偏向器は該複数の走査光学系に共通に用いられており、
該複数の走査光学系の各々の光路中において、該結像光学系と該被走査面との間に少なくとも１枚のミラーを設け、該少なくとも１枚のミラーのうち最も被走査面側に位置するミラーに、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構を設け、
該ミラーベンディング機構を設けたミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該被走査面上における走査線湾曲を調整し、
かつ該ミラーベンディング時の該ミラーの押圧位置を隣接する走査光学系で主走査方向において、該結像光学系の光軸に対して逆方向となるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減することを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記複数の走査光学系の最も被走査面側の配置された各々のミラーのうち、その面法線が同一方向のミラーは、同一の形状より成ることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明は請求項１乃至４の何れか１項の発明において、
前記最も被走査面側に配置されたミラーは、前記結像光学系よりも前記被走査面側に近い位置に配置されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか１項の発明において、
前記結像光学系の以降に配置されるミラーの枚数は、各走査光学系において同数であることを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明は請求項２又は３の発明において、
前記走査線湾曲の調整を行う際には、前記複数の走査光学系の光束に対して各々軸上及び最軸外の３像高における照射位置を測定し、該測定された照射位置のデータから各走査光学系の走査線湾曲量を導出し、該導出結果により、前記ミラーベンディング機構により補正される方向に最もその走査線湾曲量が最大の走査光学系を基準の走査光学系とし、他の走査光学系を該ミラーベンディング機構により該基準の走査光学系の走査線湾曲量に一致するように調整することを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至７の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項９の発明は請求項８の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば複数の走査光学系の各々の光路中において、最も走査面側のミラーを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、走査線湾曲や走査線曲がり等を主走査方向のレジストレーションずれ（色ずれ）を悪化させることなく補正することができる高精細な印字に適したコンパクトな光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、図２は図１において光偏向器を挟んで片側の走査光学系（例えばステーションS3,S4）の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図３は本発明の実施例１のカラー画像形成装置の要部概要図である。
【００２６】
ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で結像光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００２７】
図中、10は光走査装置であり、後述する構成より成る4つの走査光学系（以下「ステーション」とも称す。）S1,S2,S3,S4を有している。本実施例における4つのステーションS1,S2,S3,S4の光学特性はすべて同一特性と成るように構成されており、以下１つのステーションについて説明する。
【００２８】
11は光源手段であり、画像信号に応じて光変調された光束を発しており、例えば半導体レーザ等より成っている。尚、光源手段11は複数の発光部(発光点)より構成しても良い。
【００２９】
13は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。
【００３０】
12は変換光学素子（例えばコリメーターレンズ等）であり、光源手段１１から発した光束を略平行光束（もしくは略発散光束もしくは略収束光束）に変換している。
【００３１】
14はシリンドリカルレンズ（レンズ系）であり、副走査方向にのみ所定の屈折力（パワー）を有しており、コリメータレンズ12を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器15の偏向面15aの近傍にほぼ線像として一旦結像させている。尚、開口絞り13、コリメータレンズ12、そしてシリンドリカルレンズ14等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。尚、シリンドリカルレンズ14は2つの光源手段11に対して共用して設けたが、それぞれ独立して設けても良い。
【００３２】
15は光偏向器であり、各ステーションS1,S2,S3,S4で共通に用いられており、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３３】
尚、本実施例では偏向面が副走査方向に一段のポリゴンミラーを用いたが、これに限らず、例えば二段より成るポリゴンミラーを用いても良い。
【００３４】
16は結像光学系であり、主に主走査方向にのみパワーを有するトーリックレンズ16aと、主に副走査方向にパワーを有する長尺トーリックレンズ16bとを有している。尚、トーリックレンズ16aと、長尺トーリックレンズ16bは共に樹脂レンズより構成されている。
【００３５】
本実施例では副走査方向のパワーをトーリックレンズ16bの射出面に略集中させており、これにより結像光学系16を構成するレンズの偏心による走査線湾曲の発生を低減している。また結像光学系16はポリゴンミラー15によって反射偏向された画像情報に基づく光束を各々対応する被走査面としての感光ドラム18（18BK，18C，18M，18Y）面上に結像させ、かつ副走査断面内においてポリゴンミラー15の偏向面15aと感光ドラム18面との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。28は同期検出用のレンズ(BDレンズ)、29は同期検出用のセンサー(BDセンサー)である。
【００３６】
尚、光源手段11、開口絞り13、コリメータレンズ12、シリンドリカルレンズ14、光偏向器15、そして結像光学系16等の各要素は走査光学系(ステーション)の一要素を構成している。
【００３７】
17は開口部、18(18BK，18C，18M，18Y)は各々像担持体としての感光ドラムである。19は折り返しミラー、20(20BK，20C，20M，20Y)は各ステーションS1,S2,S3,S4において、最も被走査面18側に配置されたミラー（以下「最終折り返しミラー」とも称す。）であり、結像光学系16よりも感光ドラム18面側に近い位置に配置されている。
【００３８】
本実施例では最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yへ入射する光束の方向が隣り合うステーションにおいて互いに異なるように構成している。
【００３９】
本実施例における最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yは、該ミラーを湾曲させるミラーベンディング機構(湾曲手段)を有し、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状より形成されている。
【００４０】
本実施例では各ステーションS1,S2,S3,S4の最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yの面法線が同一方向の最終折り返しミラーを同一の形状より形成しており、例えばステーションS2,S4の最終折り返しミラー20C，20Yを凸面形状、ステーションS1,S3の最終折り返しミラー20BK，20Mを凹面形状より形成している。
【００４１】
また本実施例では結像光学系16以降に配置されるミラーの枚数を各々のステーションS1,S2,S3,S4において同数と成るようにしている。尚、本実施例では結像光学系16以降に1枚配置したが、2枚以上であっても良い。
【００４２】
3BK，3C，3M，3Yは各々現像器、2BK，2C，2M，2Yは各々1次帯電器、4BK，42C，4M，4Yは各々クリーニング、21は給紙板、22は給紙ローラ、23は中間転写ベルト、24は転写ローラ、25は定着器、26はレジ検出手段、27は排紙ローラ、LBK，LC，LM，LYは各々光束である。
【００４３】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上記の光走査装置10により４本の光束（レーザ光）が走査され、各々がB（ブラック）、C（シアン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）の各色に対応し、各々並行して感光ドラム18BK，18C，18M，18Y面上に画像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００４４】
本実施例においては画像情報に基づいて各々光変調された各光束LBK，LC，LM，LYが各々対応する感光ドラム18BK，18C，18M，18Y面上を照射して潜像を形成する。この潜像は１次帯電器2BK，2C，2M，2Yによって各々一様に帯電している感光ドラム18BK，18C，18M，18Y上に形成されており、現像器4BK，4C，4M，4Yによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像に可視像化され、中間転写ベルト23上で重ね合わされ、転写材P上に転写ローラ24で転写されることによってカラー画像が形成される。転写材P上に形成されたカラー画像は定着器25によって熱定着されたのち、排紙ローラ27などによって搬送されて装置外に出力される。
【００４５】
次に本実施例のカラー画像形成装置においてシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色を精度よく合わせるレジストレーションについて説明する。
【００４６】
本実施例のカラー画像形成装置においてはレジスト検出画像を形成し、これを読み取るためのレジ検出手段26を設けることにより、レジストレーションを調整する機能を有している。
【００４７】
まずレジストレーションの検出方法について図４を用いて説明する。
【００４８】
同図において転写ベルト23上を精度よく搬送されている転写材Pにレジスト検出画像C1（シアン），M1（マゼンタ），Y1（イエロー），BK1（ブラック）を順に形成する。このレジスト検出画像C1，M1，Y1，BK1は、例えば同図に示すように左右に縦線を形成し、その間を横線でつなぐような画像であるとよい。このようなレジスト検出画像C1，M1，Y1，BK1を４色順に形成することにより、転写材Pの進行方向（矢印）の位置ずれ（先端位置ずれ）、左右方向の位置ずれ（左端位置ずれ）、左右方向の線長が異なる全体倍率ずれ、転写材の進行方向に対して直角にひかれた横線が傾いてしまう走査線傾きずれ、さらにこの横線が湾曲してしまう走査線湾曲(走査線曲がり）などを各検出センサー部26a，26b，26cが各々左端側、中央、右端側に配置されたレジ検出手段26で検出することができる。
【００４９】
各検出センサー部26a，26b，26cには各々光源26a-1，26b-1，26c-1とレジスト検出画像の位置を検知するための撮像部（CCD等）26a-2，26b-2，26c-2とが設けられており、レジスト検出画像の縦線と横線が基準位置からどの程度ずれているのかを検出することにより、前記のどのずれが生じているのかを切り分けて検出することができる。
【００５０】
次にレジストレーションの調整について順に説明する。
【００５１】
転写材Pの進行方向の位置ずれ（先端位置ずれ）は各色の画像書き出しのタイミングを調整することによって合せることができる。左右方向の位置ずれ（左端位置ずれ）も光束の水平同期信号を発生させ、各色間でずれのないように画像書き出しタイミングを調整して同期をとることにより合せることができる。全体倍率ずれは各色で光束の光変調を行なう変調周波数を変えることにより、倍率補正を行なうことができる。
【００５２】
しかしながら前記走査線傾きずれや走査線湾曲等を画像信号を変えて調整するには、大掛かりでコストの高い構成を必要とする。また画像信号を順に送り出したのでは、この２つのずれを補正することが難しいので、まず画像信号を何ライン分か格納するための大容量のメモリが必要となる。さらにこれを走査線傾きずれ量や走査線湾曲量に合せて送信する画像信号の順序を変えなければいけない。
【００５３】
このように走査線傾きずれや走査線湾曲等は電気的に調整（補正）することが非常に難しいという問題点があった。
【００５４】
そこで本実施例においては走査線湾曲の調整を上記の如く各々のステーションS1,S2,S3,S4の光路中に配した最も感光ドラム18面に近い最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yに、その形状を湾曲させるミラーベンディング機構を設け、該最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yを、該ミラーの面法線の向きに対応して凹面形状、もしくは凸面形状とすることにより、該感光ドラム18面上における走査線湾曲を調整し、また走査線傾きずれの調整を主に副走査方向にパワーを有する長尺トーリックレンズ16bを光軸周りに回転させることにより感光ドラム18面上への光束の照射位置を調整し、各色間の副走査方向のレジストレーションずれを小さく抑えている。
【００５５】
本実施例におけるトーリックレンズ16aと長尺トーリックレンズ16bの形状は各々主走査方向が10次までの関数で表せる非球面形状、トーリックレンズの光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
【００５６】
【数１】
2005265904.tif 000003
【００５７】
（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ8、Ｂ10は非球面係数）
副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、
【００５８】
【数２】
2005265904.tif 000004
【００５９】
ここで r’＝r0（1+D2Y2+ D4Y4+ D6Y6+ D8Y8+ D10Y10）
（但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6 、Ｄ8 、Ｄ10は非球面係数）
本実施例における各レンズのレンズデータを表１に示す。
【００６０】
【表１】
2005265904.tif 000005
【００６１】
本実施例における各ステーションS1,S2,S3,S4においてはコストダウンや騒音低減のために薄肉ポリゴンミラーを使用するために複数ステーションS1,S2,S3,S4の光路分離のため副走査方向に所定の角度をつけて各光束を入射させる、いわゆる斜入射光学系(以下「副走査斜入射光学系」とも称す。)の構成を用いている。副走査斜入射光学系はスポット回転や走査線湾曲が問題となるが、本実施例においては走査領域全域で副走査倍率を均一化し、長尺トーリックレンズ16bを副走査方向に偏心させることで、これらの問題点を解決し、設計上は走査線湾曲量を略０としている。
【００６２】
次に具体的なレジストレーションずれの調整について説明する。
【００６３】
尚、本実施例の光走査装置及びカラー画像形成装置におけるレジストレーション調整は走査線湾曲、走査線傾き、片倍率等の光学的に補正するものは各光学部材を光学箱に取り付ける際に初期調整として実施し、書き出し位置、全体倍率等はレジ検出手段により検出を行い電気的に補正を行うことを前提としている。
【００６４】
本実施例においては最終折り返しミラー20BK，20C，20M，20Yへ入射する光束の方向が隣り合うステーションで互いに異なることになるので凹面もしくは凸面の１方向のみの調整機構を考えた場合には、隣り合うステーションでミラーベンディング機構によるミラーの湾曲方向を異ならせればよい。
【００６５】
具体的なミラーベンディング機構としては図５(A),(B)に示すような構成を採ることが考えられる。尚、同図(A),(B)において、51は押圧部、52は調整ビス、53は支持点、矢印Aは押圧位置である
同図(B)のミラーベンディング機構はミラー(最終折り返しミラー)20の両端を支持すると共に、該ミラー20の支持点53の外側の一点を押圧し、入射光束に対し凹面を形成しており、同図(A)はミラー20の両端の支持点53間の１点を押圧し、入射光束に対し凸面を形成している。本実施例では押圧位置を支持点53に対して互いに等距離の位置とすることにより、ミラー形状を略同一にしている。尚、ここで等距離の位置とはミラーの長さの±１０%以内のことである。
【００６６】
このような構成を用いた場合にはミラー20をベンディングさせた際の該ミラー20の最大変位点と結像光学系16の光軸と該ミラー20の交点とが一致せず、かつ最大変位点の左右の形状が異なるために走査線湾曲の補正にともない片倍率、走査線傾き等が発生することとなる。ここで発生する片倍率、走査線傾き自体は図６(A),(B),(C)に示す調整により補正することは可能である。
【００６７】
しかしながら、この場合には中間像高に残存する全体倍率ずれが大きくなる。
【００６８】
尚、図６(A),(B),(C)は各々各調整項目の敏感度及びその調整方法を示した図であり、同図(A)は片倍率調整として長尺トーリックレンズ16bを主走査方向へシフトさせたときの調整敏感度及び調整方法を示した図、同図(B)は走査線傾き調整として長尺トーリックレンズ16bを光軸周り回転させたときの調整敏感度及び調整方法を示した図、同図(C)は照射位置調整として長尺トーリックレンズ16bを副走査方向へシフトさせたときの調整敏感度及び調整方法を示した図である。
【００６９】
そこで本実施例においては図７(B)に示すようにミラーの押圧位置Hを隣接するステーションが主走査方向において、結像光学系の光軸に対して逆方向と成るように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減している。尚、図７(A),(B)は各々ミラーベンディン機構の配置とその際の主走査方向のレジストレーションの残差を示した図である。
【００７０】
同図(A)は各ステーションで同量の走査線湾曲を補正した場合に生じる像高ずれを片倍率調整後、画像クロック変調により全体倍率調整を行った後の残差を４ステーション重ねたものであり、押圧位置Hを全て同じ側に設定している。この場合には同図(A)に示すように各ステーション間の像高ずれが非常に大きくなってしまうことが分る。
【００７１】
本実施例においては図７(B)に示すようにミラーの押圧位置Hを隣接するステーションで主走査方向において、結像光学系の光軸に対して逆方向と成るように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを有効に低減している。
【００７２】
このように本実施例では上記の如く配置上、ミラーの中央部にテンションをかけて、該ミラーを変形させることができない場合には図５(B)に示すように支持点外を押圧することで凹面を形成し、また図５(A)に示すように支持点内の支持点近傍位置を押圧することで凸面を形成し、かつそのミラーの押圧位置Hを隣接するステーションで主走査方向において結像光学系の光軸に対して逆向きとなるように設定することで全て同じ側にテンションをかけて湾曲させるよりも走査線湾曲調整に伴う主走査方向のレジずれを有効に低減することができる。
【００７３】
次に具体的な調整手順について図８を用いて説明する。
【００７４】
図８は本実施例の調整手順のブロック図である。本実施例では大きく分けて測定、走査線調整、確認といった段階を経て調整を実施する。まず、結像光学系16を構成するトーリックレンズ（G１）16aを固定し、調整する長尺トーリックレンズ(G２)16bを板バネで仮止めをする。仮止めの後、各ステーションS1,S2,S3,S4のピント測定、軸上及び最軸外の3像高における照射位置を測定し、該測定された照射位置のデータ(信号)から各ステーションS1,S2,S3,S4の走査線湾曲、走査線傾き、走査線高さ、片倍率を算出し、走査線の調整のフローに入る。各調整の順番としては走査線湾曲、片倍率、走査線傾き、走査線高さの順で調整する。この順番で調整するのは先に述べたようにミラーベンディング機構により走査線湾曲調整を行うことにより片倍率及び走査線傾きが発生するため、その分を補正するためにこの順番としている。
【００７５】
まず走査線湾曲の調整についてはミラーベンディング機構により補正される方向に最もその走査線湾曲量が最大のステーションを基準のステーションとし、他のステーションをミラーベンディング機構により該基準のステーションの走査線湾曲量に一致するように調整を行う。
【００７６】
走査線湾曲の調整後、片倍率、走査線傾き、走査線高さをそれぞれ長尺トーリックレンズ16bの主走査方向へのシフト、主走査方向の光軸周りの回転、副走査方向へのシフトにより順に調整を行っていく。全調整終了の後、再度測定を行い確認し所定の規格内に収まっていれば長尺トーリックレンズ16bを接着固定し、ミラーベンディング機構の調整ビスを封印して調整完了となり、規格を満たさない場合には再度走査線調整を行うこととなる。
【００７７】
尚、長尺トーリックレンズ16bの接着固定に関しては、仮止め時に紫外線硬化樹脂等をレンズの接着面に塗布した上で仮止めし、調整終了後紫外線照射により固着させることが好ましい。
【００７８】
また長尺トーリックレンズ16bを副走査方向の光軸を中心として回動させることでも走査線湾曲を補正することが可能ではあるが、本実施例においては、いわゆる副走査斜入射光学系を採用しているため、この方法ではスポットの劣化（スポットの回転）が大きく、本実施例のようなミラーベンディングによる調整の方がスポットの劣化が小さく有効である。
【００７９】
本実施例では前述の如くミラーベンディング機構を有する折り返しミラー20を結像光学系16よりも感光ドラム18面側に近い位置に配置している。これにより調整による結像性能の悪化は光偏向器15側に配置した場合よりも小さくすることができる。
【００８０】
また本実施例においては前述の如く結像光学系16以降に配置されるミラーの枚数を各々の走査光学系S1,S2,S3,S4において同数となるように設定している。これにより結像光学系16を構成する樹脂レンズの成形による反りによる走査線湾曲を各被走査面上で、その湾曲方向が同じにすることができ、調整量を低減でき、有効である。また結像光学系16の成形時に発生する反り等による走査線湾曲の方向を揃えることができ、これにより走査線湾曲調整量を低減できるため他の結像性能等への影響を低減することができる。
【００８１】
尚、本実施例ではステーションS1,S3の最終折り返しミラー20BK,20Mのミラー形状を凹面形状、ステーションS2,S4の最終折り返しミラー20C,20Yのミラー形状を凸面形状としたが、その逆の構成（例えば最終折り返しミラー20BK,20Mのミラー形状を凸面形状、最終折り返しミラー20C,20Yのミラー形状を凹面形状）でもよく、また被走査面上における走査線湾曲を調整することができれば、特にその形状は特定しない。
【００８２】
また本実施例は最終折り返しミラーに予め形状を設定したミラーを用いても良く、またはミラーベンディング機構でミラーの形状を設定した後は、ミラーベンディング機構を取り除くようにして光走査装置を構成しても良い。
【実施例２】
【００８３】
図９は本発明の実施例２の副走査断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８４】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は光偏向器15を挟んで左右で最終折り返しミラー81,82,83,84への光束の入射方向を互いに異ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。  即ち、本実施例では光偏向器15を挟んで左右で最終折り返しミラー81,82,83,84への光束の入射方向が異なることから、ミラーベンディング機構による最終折り返しミラー81,82,83,84の湾曲方向を光偏向器15を挟んで左右で異ならせれば良いことに成る。
【００８５】
即ち、本実施例ではステーションS3,S4の最終折り返しミラー83,84のミラー形状を凸面形状、ステーションS1,S2の最終折り返しミラー81,82のミラー形状を凹面形状とすることにより、感光ドラム18面上における走査線湾曲を調整し、かつミラーの押圧位置を隣接するステーションで主走査方向において、結像光学系16の光軸に対して逆方向になるように設定することにより、走査線湾曲調整による主走査方向のレジストレーションずれを低減している。
【００８６】
尚、最終折り返しミラーを湾曲させたときの被走査面における走査線湾曲の方向は、該最終折り返しミラーに入射する光束の入射方向により一意的にきまる。したがって上記実施例１,２に示した構成に限らず、例えば各ステーションにおいて最終折り返しミラーへの光束の入射方向を揃えておけば、該最終折り返しミラーを湾曲させる方向も統一することができ、これにより調整機構や調整を簡易化することができる。
【００８７】
［カラー画像形成装置］
図１０は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、複数の光束に対し１つの光偏向器を共用する光走査装置で像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００８８】
図１０において、６０はカラー画像形成装置、１０は実施形態１、２に示したいずれかの構成を有する光走査装置、６１，６２，６３，６４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、６７は搬送ベルトである。
【００８９】
図１０において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器６５からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ６６によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、光走査装置１０に入力される。そして、光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム６１，６２，６３，６４の感光面が主走査方向に走査される。
【００９０】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置１０からの複数の光束、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム６１，６２，６３，６４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００９１】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く１つの光走査装置１０により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム６１，６２，６３，６４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００９２】
前記外部機器６５としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施例１の画像形成装置の要部概略図
【図２】本発明の実施例１の検出手段の要部概略図
【図３】本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図
【図４】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図５】本発明の実施例１のミラーベンディング機構の要部概略図、(A)は凸面形成時、(B)は凹面形成時
【図６】本発明の実施例１の各調整項目の敏感度を示す図
【図７】本発明の実施例１のミラーベンディン機構の配置とその際の主走査レジ残差を示す図
【図８】本発明の実施例１の調整手順のブロック図
【図９】本発明の実施例２の光走査装置の副走査断面図
【図１０】本発明のカラー画像形成装置の副走査断面図
【図１１】従来の光走査装置の要部概略図
【図１２】従来の光走査装置の副走査断面図
【図１３】従来の画像形成装置の要部概略図
【符号の説明】
【００９４】
１０    光走査装置
１１    光源手段
１２    光束変換素子
１３    開口絞り
１４    シリンドリカルレンズ
１５    光偏向器
１６    結像光学系
１６ａ  トーリックレンズ
１６ｂ  長尺トーリックレンズ
１８（18BK,18C,18M,18Y）  像担持体（感光ドラム）
１９  折り返しミラー
２０(20BK，20C，20M，20Y)  最終折り返しミラー
Ｓ１，Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４  走査光学系(ステーション)
２ＢＫ,２Ｃ,２Ｍ,２Ｙ  １次帯電器
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＢＫ  現像器
４ＢＫ,４２Ｃ,４Ｍ,４Ｙ  クリーニング
２６  レジ検出手段
３１、３２、３３、３４  現像器
４１，４２，４３，４４  光ビーム
６１，６２，６３，６４  感光ドラム
６５  外部機器
６６  プリンタコントローラ
６７  搬送ベルト
６０  カラー画像形成装置
【図１】
2005265904.tif 000006
【図２】
2005265904.tif 000007
【図３】
2005265904.tif 000008
【図４】
2005265904.tif 000009
【図５】
2005265904.tif 000010
【図６】
2005265904.tif 000011
【図７】
2005265904.tif 000012
【図８】
2005265904.tif 000013
【図９】
2005265904.tif 000014
【図１０】
2005265904.tif 000015
【図１１】
2005265904.tif 000016
【図１２】
2005265904.tif 000017
【図１３】
2005265904.tif 000018